(57)【要約】      （修正有）【課題】長期の画像形成における現像ブレードのトナー融着を防止することで画像の濃度薄及び縦スジの発生を防ぐとともにモノカラー画像形成時のスループット向上を図る。【解決手段】現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、現像剤担持体及び現像剤規制部材の各々の接点に電圧を印加する電圧印加手段と電圧遅延回路を有し、現像剤担持体が回転中における現像剤担持体と現像剤規制部材の電位関係が、画像形成時は各々が略同電位であり、非画像形成時の一部においては電位差を有する画像形成装置により提供される。【選択図】図１
2005326538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上を一様な電位に帯電する帯電手段と、静電潜像が形成される像担持体と、回転可能な現像剤担持体に担持された現像剤にて顕像化する現像手段と、前記像担持体に対して顕像化可能な前記現像手段と、前記現像手段を複数個保持する現像器保持体とを有する画像形成装置において、
現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、
現像剤担持体及び現像剤規制部材の各々に電圧が印加可能な接点を有し、
上記それぞれの接点に対し、電圧起動時もしくは切断時には電位差を発生させ、
電圧安定時には各々が略同電位となる電圧制御が可能な電圧印加手段とを有し、
現像剤担持体が回転中における現像剤担持体と現像剤規制部材の電位関係が、
画像形成時は各々が略同電位であり、
非画像形成時の一部において電位差を有することを特徴とし、
前記電位差を発生させる際には現像器寿命に応じて頻度を変えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
現像剤担持体及び現像剤規制部材の電位関係は、電圧印加手段により該電位差を作用させる場合の各電位は現像剤担持体より現像剤規制部材のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤は、トナー粒子とトナー粒子に外添された複数の補助粒子とからなり、該補助粒子の一つはトナー粒子の帯電極性と逆の極性を有する粒子であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
電圧印加手段により印加される電圧が同電位の場合は主に現像手段が転写紙上の余白領域を除いた部分の領域に画像を顕像化させる時（以下、画像形成時と記す）であり、電位差を付け印加する場合には画像形成時以外の転写紙上の余白領域、画像形成前の準備前回転時、画像形成終了後の準備後回転時、複数枚プリント時における転写紙間の時間（以下、非画像形成時と記す）のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記非画像形成時の一部において現像剤担持体と現像剤規制部材に作用させる電位差は６０Ｖ乃至５００Ｖであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
該トナー粒子の画像解析装置で測定したＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の画像形成装置。
【請求項７】
少なくとも現像手段が画像形成装置に対して着脱自在としたことを特徴とする、請求項１乃至６いずれか記載の画像形成装置。
【請求項８】
現像器保持体は回転移動することにより現像を行う任意の現像手段を選択できることを特徴とする、請求項１乃至７いずれか記載の画像形成装置。
【請求項９】
像担持体と現像材担持体は任意に接離させることができることを特徴とする、請求項１乃至８いずれか記載の画像形成装置。
【請求項１０】
連続印字時のみ電圧起動時もしくは切断時には電位差を発生させ、電圧安定時には各々が略同電位となる電圧制御が可能な電圧印加手段を現像器の寿命に応じて制御することを特徴とする、請求項１乃至９いずれか記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複写機あるいはプリンタなどとされる電子写真方式あるいは静電記録方式を用いた画像形成装置及び画像形成装置に対して着脱自在としたプロセスカートリッジを有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は従来の画像形成装置の基本構成の一例を概略的に示している。この例では像担持体として感光体ドラム１１２が用いられる。感光体ドラム１１２は例えばアルミニウム製の円筒基体の表面に感光材料層例えば有機感光材料層を形成したものであり、不図示のモータにより回転駆動される。感光体ドラム１１２の周囲には、帯電ローラ１１１、レーザビーム走査光学系である光学ユニット９０、現像手段としての現像器１１３、転写ローラ１１４、クリーナ１１５が順次配置される。
【０００３】
帯電ローラ１１１にて感光ドラム１１２上を均一に帯電したのち、レーザビーム走査光１１０により静電潜像を感光ドラム１１２上に形成する。そして、静電潜像に応じて現像器中のトナーにより可視像化する。
【０００４】
記録媒体すなわち転写紙Ｐは感光体ドラム１１２と転写ローラ１１４との略当接部で転写され、転写紙Ｐ上の画像は定着器１１７で溶融及び圧力により定着される。
【０００５】
現像器１０２は現像剤担持体としての現像ローラ１０３、現像ローラ１０３に非磁性一成分トナー（負極性）を供給する供給ローラ１０５、供給ローラ１０５近傍には容器中のトナーを搬送する不図示の撹拌部材、現像ローラ１０３上のトナー量を規制する現像剤規制部材としての現像ブレード１０４が配設される。現像ローラ１０３は感光ドラム１１２と当接するため、弾性体で形成される。また、現像ブレード１０４は金属薄板のバネ弾性を利用して軽圧接触される。現像ローラ１０３にはトナーを現像ローラ１０３から感光ドラム１１２側へ転移させるために、現像バイアス電源９７により所定電位が供給される。また、現像ブレード１０４にはトナーの帯電量を安定化させるために、ブレードバイアス電源９８が接続される（特許文献１参照）。ブレードバイアス電源９８は、現像バイアス電源９７と同電位のもの、各々異なる電位を供給するもの等、各種ある。
【特許文献１】特開平０５−０１１５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来例にて示した画像形成動作を行ったところ、以下に示す不具合が見られた。
【０００７】
まず、上記従来例にて現像バイアス電源９７とブレードバイアス電源９８を同電位とした場合には、約１０００枚程の画像形成後において中間調の画像に縦スジ状の濃度ムラが発生した。これは、現像ブレード１０４を通過した現像ローラ１０３上にも現れていた。現像ブレードを観察した結果、現像ブレード１０４における１０４ａ部（現像ブレード１０４と現像ローラ１０３の当接部近傍で、かつ、現像ローラ回転方向下流側）に、トナーの融着塊が発生していた。トナーの融着塊がある部分はトナーの流れがせき止められるため現像ローラ１０３上のトナー量は薄くなり、画像上で縦スジ状の濃度ムラを発生させていた。
【０００８】
この理由を、図９のトナー融着概略図を用いて説明する。図９中、Ｔは負極性を有する非磁性一成分トナーであり、トナーＴはトナー粒子と補助粒子としての外添剤から構成される。
【０００９】
現像ローラ１０３に担持されるトナーは負極性であり、通常環境においては、現像ブレード１０４を通過した現像ローラ１０３上に担持されたトナー層は、約−２０〜−５０Ｖ程度の電位を持つ（トレック社製  表面電位計ｍｏｄｅｌ３３４にて測定）。現像ローラ１０３と現像ブレード１０４の当接部では、トナーによって現像ブレード１０４の表面が常に摺擦されるため、外添剤の付着は発生しにくい。しかし、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４の当接部より下流側（図中、１０４ａ部）においては、トナー層が現像ブレード表面から徐々に離れていくため、電位勾配が発生することとなる。即ち、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４がたとえ同電位であったとしても、現像ローラ上に担持されている負極性に帯電されたトナー層が電位を有するため、トナー層の最表面のほうが現像ブレードより負極性側に電荷がふれる。従ってトナー層の最表面のトナーに付着している負極性の外添剤Ｇ１がトナー表面から離脱して現像ブレード表面１０４ａ部に付着することとなる。現像ブレード表面１０４ａ部に付着する外添剤が画像形成を続けるうちに除々に増加していき、付着した外添剤によって現像ブレードの表面が見かけ上粗されたようになる。粗れた表面にトナーが徐々に捕獲され、捕獲されたトナー層の摺擦によって生じた摩擦熱により溶融し、トナーの融着塊が発生するものと考えられる。
【００１０】
また、他の従来例として特許文献１に示す画像形成装置においては、例えば現像ローラ１０３には現像バイアス電源１０７から−３００Ｖの電圧が常時供給され、現像ブレード１０４にはブレードバイアス電源１０８から−４００Ｖが供給され、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４間には約１００Ｖの電位差が生じることとなる。従って、トナー層による電荷を加味してもトナー層表面から負極性の外添剤Ｇ１がトナー表面から離脱することはなくなる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１に示されるように電位差を設けた場合、以下に示す不具合が生じた。
【００１２】
約１５００枚程の画像形成後においてベタ画像の濃度薄及び縦スジが発生した。これは、現像ブレード１０４を通過した現像ローラ１０３上にも現れていた。現像ブレードを観察した結果、現像ブレード１０４における１０４ｂ部（現像ブレード１０４と現像ローラ１０３の当接部近傍で、かつ、現像ローラ回転方向上流側）に、トナーが一面に付着していた。トナーの付着は溶融してはいないが、エアーブラシにてエアーを吹き付けても吹き飛ばない程度に固着していた。１０４ｂ部のトナーの固着によりトナーの流れがせき止められるため現像ローラ１０３上のトナー量は薄くなり、画像上で縦スジ状の濃度ムラを発生させていた。
【００１３】
図９において、現像ローラ１０３（−３００Ｖ）と現像ブレード１０４（−４００Ｖ）の電位を変更した場合について説明する。供給ローラ１０５によって摩擦帯電されたトナーが現像ローラ１０３と現像ブレード１０４との当接部前（１０４ｂ部近傍）に到達すると、トナー層中に混ざっている反転トナー（正極性に帯電したトナー）が電位差の影響により現像ブレード１０４表面の１０４ｂ部に引きつけられることになる。特に、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４の電位差を大きくしていく程、反転トナーを引きつけるため、現像ブレード１０４ｂ部のトナー固着がひどくなる。トナー固着が増加していくと、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４との当接部前（１０４ｂ部近傍）に侵入してくるトナー量がせき止められるため、トナー層の減少となる。その結果、ベタ画像の濃度薄となってしまった。更に、長手方向で現像ブレード１０４ｂ部に付着するトナー固着量が異なるため、濃度薄に加えて縦スジが発生することになる。
【００１４】
この現象は、トナーの補助粒子として負極性の外添剤Ｇ１に加えて正極性の外添剤Ｇ２を混在させた場合には、特に顕著に発生することとなる。正極性外添剤Ｇ２は帯電性の安定化、トナーの流動性の調節等にトナー粒子及び負極性外添剤に加えて追加される場合がある。正極性外添剤Ｇ２は上記反転トナーと同様の動きをすることから、現像ブレード１０４の自由端先端である１０４ｂ部に付着することとなる。固着した正極性外添剤Ｇ２は上記同様、濃度薄及び縦スジを発生させることになる。
【００１５】
また、現像ブレードに印加する電圧についても、使用する環境によってトナー層の表面電位が変化するため、細かな制御が必要となる。特にトナー層の表面電位は、低湿環境では高くなり、高湿環境では低くなる傾向にあるためである。
【００１６】
また、特開昭５８−１５３９７２号公報記載のように、現像ブレードに常時ＡＣバイアスを印加した場合には、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４の当接部より下流側（図中、１０４ａ部）においてＡＣバイアスによるトナークラウドが発生することになる。このトナークラウドの発生はトナーを無用に飛散させることとなり、機内を汚すことになってしまう。また、ＡＣバイアスを現像ブレードに印加した場合には、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４が当接していることから、ＡＣバイアスによるアタック音が発生してしまうこととなる。
【００１７】
また、画像形成装置が高速化を図るもしくは単色での連続印字の際に、非画像形成時間が短くなるので、毎回非現像時間帯で現像ブレードに電圧印加をする時間が不足している場合、負極性外添材が堆積していく可能性がある。また現像器寿命に応じて耐久後半だと現像材の外添材比率が高くなるので同一シーケンスではより融着の可能性が高くなる。
【００１８】
従って、本発明の目的は、長期の画像形成における現像ブレードのトナー融着を防止することで画像の濃度薄及び縦スジを防ぎ、長期にわたって安定した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。
【００２０】
要約すれば、像担持体上を一様な電位に帯電する帯電手段と、静電潜像が形成される像担持体と、回転可能な現像剤担持体に担持された現像剤にて顕像化する現像手段と、前記像担持体に対して顕像化可能な前記現像手段とを具備した画像形成装置において、現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、現像剤担持体及び現像剤規制部材の各々に電圧印加可能な接点を有し、上記それぞれの接点に対し、電圧起動時もしくは切断時には電位差を発生させ、電圧安定時には各々が略同電位となる電圧制御が可能な電圧印加手段を有することを特徴とする画像形成装置により提供される。
【００２１】
また、像担持体上を一様な電位に帯電する帯電手段と、静電潜像が形成される像担持体と、回転可能な現像剤担持体に担持された現像剤にて顕像化する現像手段と、前記像担持体に対して顕像化可能な前記現像手段とを具備した画像形成装置において、現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、現像剤担持体及び現像剤規制部材の各々に電圧を印加する電圧印加手段とを有し、現像剤担持体が回転中における現像剤担持体と現像剤規制部材の電位関係が、画像形成時は各々が略同電位であり、非画像形成時の一部においては電位差を有し、該電位差を作用させる各電位は現像剤担持体より現像剤規制部材のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きいことを特徴とする画像形成装置により提供される。
【００２２】
さらに像担持体上を一様な電位に帯電する帯電手段と、静電潜像が形成される像担持体と、回転可能な現像剤担持体に担持された現像剤にて顕像化する現像手段と、前記像担持体に対して顕像化可能な前記現像手段とを具備した画像形成装置において、現像器の寿命に応じて現像材規制部材への前記電圧の印加頻度を変化させることが可能な画像形成装置により提供される。
【００２３】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００２４】
（１）像担持体上を一様な電位に帯電する帯電手段と、静電潜像が形成される像担持体と、回転可能な現像剤担持体に担持された現像剤にて顕像化する現像手段と、前記像担持体に対して顕像化可能な前記現像手段と、前記現像手段を複数個保持する現像器保持体とを有する画像形成装置において、現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、現像剤担持体及び現像剤規制部材の各々に電圧が印加可能な接点を有し、上記それぞれの接点に対し、電圧起動時もしくは切断時には電位差を発生させ、電圧安定時には各々が略同電位となる電圧制御が可能な電圧印加手段とを有し、現像剤担持体が回転中における現像剤担持体と現像剤規制部材の電位関係が、画像形成時は各々が略同電位であり、非画像形成時の一部において電位差を有することを特徴とし、前記電位差を発生させる際には現像器寿命に応じて頻度を変えることを特徴とする画像形成装置。
【００２５】
（２）現像剤担持体及び現像剤規制部材の電位関係は、電圧印加手段により該電位差を作用させる場合の各電位は現像剤担持体より現像剤規制部材のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きいことを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００２６】
（３）前記現像剤は、トナー粒子とトナー粒子に外添された複数の補助粒子とからなり、該補助粒子の一つはトナー粒子の帯電極性と逆の極性を有する粒子であることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の画像形成装置。
【００２７】
（４）電圧印加手段により印加される電圧が同電位の場合は主に現像手段が転写紙上の余白領域を除いた部分の領域に画像を顕像化させる時（以下、画像形成時と記す）であり、電位差を付け印加する場合には画像形成時以外の転写紙上の余白領域、画像形成前の準備前回転時、画像形成終了後の準備後回転時、複数枚プリント時における転写紙間の時間（以下、非画像形成時と記す）のいずれかであることを特徴とする前記（１）乃至（３）いずれか記載の画像形成装置。
【００２８】
（５）前記非画像形成時の一部において現像剤担持体と現像剤規制部材に作用させる電位差は６０Ｖ乃至５００Ｖであることを特徴とする前記（１）乃至（４）いずれか記載の画像形成装置。
【００２９】
（６）該トナー粒子の画像解析装置で測定したＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であることを特徴とする前記（１）乃至（５）いずれか記載の画像形成装置。
【００３０】
（７）少なくとも現像手段が画像形成装置に対して着脱自在としたことを特徴とする、前記（１）乃至（６）いずれか記載の画像形成装置。
【００３１】
（８）現像器保持体は回転移動することにより現像を行う任意の現像手段を選択できることを特徴とする、前記（１）乃至（７）いずれか記載の画像形成装置。
【００３２】
（９）像担持体と現像材担持体は任意に接離させることができることを特徴とする、前記（１）乃至（８）いずれか記載の画像形成装置。
【００３３】
（１０）連続印字時のみ電圧起動時もしくは切断時には電位差を発生させ、電圧安定時には各々が略同電位となる電圧制御が可能な電圧印加手段を現像器の寿命に応じて制御することを特徴とする、前記（１）乃至（９）いずれか記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００３４】
以上述べたように、像担持体上を一様な電位に帯電する帯電手段と、静電潜像が形成される像担持体と、回転可能な現像剤担持体に担持された現像剤にて顕像化する現像手段と、前記像担持体に対して顕像化可能な前記現像手段とを具備した画像形成装置において、
本出願に係る第１の発明によれば、現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、現像剤担持体及び現像剤規制部材の各々の接点に電圧を印加する電圧印加手段と電圧遅延回路を有し、現像剤担持体が回転中における現像剤担持体と現像剤規制部材の電位関係が、画像形成時は各々が略同電位であり、非画像形成時の一部においては電位差を有することにより、電位差によって現像剤規制部材への外添剤の堆積を防止し、画像濃度薄や縦スジの発生を防止できる。
【００３５】
また、該電位差を作用させる各電位は現像剤担持体より現像剤規制部材のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きいことで、現像剤の帯電極性と同極性の外添剤を現像剤規制部材から除去できる。
【００３６】
また現像器寿命に応じて、現像ブレードへのリフレッシュバイアス印加を制御することにより、モノカラーモードにおいて印字スピード面及び信頼性の向上を果たすことが可能となる。
【００３７】
また、本出願に係る第２の発明によれば、現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、現像剤担持体及び現像剤規制部材の各々の接点に電圧を印加する電圧印加手段と電圧遅延回路を有し、前記各々の接点間に抵抗もしくは類するものを設置することにより、現像剤担持体及び現像剤規制部材間の環境変動に対する負荷変動幅を抑え、かつ、本発明の第１の実施形態と同様に現像剤規制部材への外添剤の堆積を防止し、画像濃度薄や縦スジの発生を防止できる。
【００３８】
更に、本出願に係る第３の発明によれば、現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材と、現像剤担持体及び現像剤規制部材の各々の接点に電圧を印加する電圧印加手段と電圧遅延回路を有し、電圧印加手段のオーバーシュート電圧規制のためにツェナーダイオードを設置することにより、オーバーシュート電圧を所望の電圧範囲内に収めることができる。さらに現像剤担持体及び現像剤規制部材間の環境変動に対する負荷変動幅を抑え、かつ、本発明の第１の実施形態と同様に現像剤規制部材への外添剤の堆積を防止し、画像濃度薄や縦スジの発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【実施例】
【００４０】
従来例の画像形成装置においては、固定のＤＣバイアス若しくはＡＣバイアスを印加することで、トナーへの帯電性付与もしくはトナーコート等の安定化を図っていた。しかしながら、従来例の画像形成装置ではトナー飛散や反転トナーの現像ブレードへの固着、現像ブレードへのトナー融着を防止しつつ、トナーコートを安定させることは困難であった。
【００４１】
本発明においては、現像ローラが回転中の現像ローラと現像ブレードの電位関係が、画像形成時は各々が略同電位であり、非画像形成時の一部においては電位差を有することを特徴としている。さらに同一電圧印加手段の起動時（以下、ＯＮ時と記す）及び切断時（以下、ＯＦＦ時と記す）に電圧の遅延制御を行い分岐させることで、該電位差を発生させることを特徴としている。該電位差を発生させるタイミング、即ち、非画像形成時において、現像ブレードに付着した外添剤を除去し、現像ブレードをリフレッシュするものである。さらに、該電位差を作用させる各電位は現像ローラより現像ブレードのほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きいことがより好ましい。これは、トナー粒子の帯電極性と同極性の外添剤を反対極性の外添剤より多量に混入させるため、現像ブレードに付着しやすい外添剤はトナー粒子の帯電極性と同極性の外添剤となるからである。但し、トナー粒子の帯電極性と逆極性の外添剤が現像ブレードに付着しやすい場合には、トナー粒子の帯電極性と逆極性に大きい電圧を印加してもよい。
【００４２】
ここで、画像形成時とは余白部を除いて転写紙上に形成される画像形成領域に相当する部分の工程時をいい、非画像形成時とは非画像形成時は画像形成時以外の転写紙上の余白領域、画像形成前の準備前回転時、画像形成終了後の準備後回転時、複数枚プリント時の転写紙間の時間等をいう。
【００４３】
即ち本発明においては、毎プリント時において、画像形成時に略同電位にして現像ブレード（図９  １０４ａ部）に付着した負極性外添剤を、非画像形成時に現像ローラ側に転移させ現像ブレードをリフレッシュすることで、現像ブレードへのトナーの融着を防止するものである。
【００４４】
このリフレッシュ動作は、非画像形成時である転写紙上の余白領域、画像形成前の準備前回転時、画像形成終了後の準備後回転時、紙間等にて、例えば現像ローラに−３００Ｖが印加されている場合には現像ブレードに−４００Ｖを短時間印加することで、画像形成時に付着した負極性外添剤を現像ローラ側に戻すように作用する。これにより、画像形成時に略同電位にしたことで現像ブレードに付着した外添剤が堆積することがないため、見かけ表面粗さがあれてトナーが現像ブレードに捕獲されることはなくなる。その結果、現像ブレード（図９中  １０４ａ部）に融着が発生することを防止できる。
【００４５】
また、このリフレッシュ動作は非画像形成時の短時間に行われるため、たとえ現像ブレードの自由端先端（図９中  １０４ｂ部）に反転トナーや正極性外添剤が付着したとしても、画像形成時には現像ローラ側へ戻るように作用するので、前記同様現像ブレードに外添剤が堆積することはなく、縦スジや濃度薄等の画像不良を発生させることはない。
【００４６】
特に本発明においては、前記非画像形成時に現像ローラと現像ブレードに電位差を作用させる場合、現像ローラが回転していることが重要である。停止した状態で電位差を作用させても再付着する場合があるためである。現像ローラが回転していることで現像ローラ側に戻した正極性外添剤を現像ブレードと現像ローラの当接部で現像ローラの回転方向下流側部（図９中  １０４ａ部）から遠ざけることが可能となり、再付着を防ぐこととなる。
【００４７】
前記非画像形成時に現像ローラと現像ブレードに作用させる電位差については、６０Ｖ乃至５００Ｖであることが望ましい。これは、６０Ｖ以下であると現像ブレードに付着した負極性外添剤を現像ローラ側に転移することができず、現像ブレードの融着を防止する効果が得られないためである。また、５００Ｖ以下としているのは、これ以上になると現像ローラと現像ブレード間で放電が発生しやすくなることと、現像ブレードと現像ローラ間に流れる電流が大きくなってしまい、高容量の電源が必要となるからである。
【００４８】
また、本発明の実施形態においては、トナーに外添される補助粒子として、複数の補助粒子を使用することが可能である。特に、補助粒子の一つにトナーの極性と逆極性の外添剤（正極性）を用いることで、現像ローラの回転動作を相まって、現像ブレードに付着した負極性外添剤を擦り落とすことも可能となる。
【００４９】
トナー粒子の画像解析装置で測定したＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であることにより、現像ローラと現像ブレード間の摺擦におけるトルクが下がり、摩擦熱の発生を抑制することで、トナー融着をさらに防止することが可能となる。
少なくとも現像手段を有するプロセスカートリッジが上述の画像形成装置に着脱自在とすることにより、トナー補給や寿命を過ぎた現像器の交換等、諸々メンテナンス作業に係わる使用者の労力を軽減し、簡単な操作で安定した出力画像が得られる様になる。
【００５０】
［第１の実施例］
本発明の第１の実施形態についてまず、図１と図２を交えて説明する。
【００５１】
本実施形態の画像形成装置は、像担持体の被露光部にトナーを付着させて可視化する反転現像系であり、負帯電トナーを担持した現像剤担持体を像担持体に当接させて現像を行う一成分画像形成装置である。まず、本発明で用いた画像形成装置について図２を用いて説明する。主な機能としては感光ドラム１００、光学ユニット１０１、帯電ローラ１０２Ａ、一次転写ローラ１０３Ａ、中間転写体テンションローラ１０４Ａ、中間転写体駆動ローラ１０５Ａ、中間転写体クリーニングローラ１０７、回転式現像器保持体１５０、回転現像器保持体駆動手段１６１、４つの現像手段１５１ａ〜ｄ、回転式現像器基準位置検知センサ１３１（以下ホームポジションセンサと記す）、搬送ベルト１２１、定着ユニット１２６、給紙トレイ２００、手差し給紙トレイ１２４、濃度及びタイミングセンサ１３０、２次転写ローラ１２０、排紙ローラ１６２、排紙トレイ１２５及び上部排紙トレイ１２８等を有している。
【００５２】
次に印字に至るまでの工程の概要について説明する。まず、感光ドラム１００上に配置している帯電器ローラ１０２Ａによって感光ドラム１００の表面を所望の極性に均一に帯電（例えば−６００Ｖ）させる。次に画像同期信号を基準にコントローラから送出される画像データを基に、光学ユニット１０１を用いてレーザＬで感光ドラム１００上を露光することにより感光ドラム上に静電潜像を形成させる。静電潜像を可視化する為のプロセス一例を挙げると、例えばＹ（イエロー）用画像形成手段１５１ａにより感光ドラム１００上に形成された静電潜像を、現像スリーブ１５２に所定の電圧を印加（例えば−３００Ｖ）して感光ドラム１００上の静電潜像をトナー等による現像剤による現像を行い、感光ドラム１００上に可視化されたトナー像を形成させる。
【００５３】
その後、一次転写ローラ１０３Ａにより感光ドラム１００上のトナー像を中間転写体に転写を行いとりあえず画像を保持させる。
【００５４】
同様にＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）についても、順次各色用現像器１５１ｂ〜１５１ｄで感光ドラム１００上にそれぞれの画像データに応じた潜像をそれぞれの現像手段のスリーブとトナーで現像を行うことによりトナー像の形成を行う。前記作業を各色ごとに順次中間転写体に形成画像を保持させる。
【００５５】
中間転写体上の各色の保持トナー像は、所定のタイミングで転写が行われるので中間転写体上で多重のトナー像となる。一方最後の画像形成色での現像が終了した後、所定のタイミングで２次転写ローラ１２０と中間転写体クリーニングローラ１０７を中間転写体駆動ローラ１０５Ａに中間転写体を介して当接させる。中間転写体に当接させた後、それぞれのローラに高圧（例えば所定のタイミングでトナー像と反対極性（例えばプラス極性）の転写高圧（例えば＋１０００Ｖ）を２次転写ローラ１２０に印加して、またクリーニングローラ１０７には同様にプラス極性の電圧（例えば＋１０００Ｖと矩形波電圧（例えば１ＫＨＺ、２ＫＶｐｐ））印加を行い、中間転写体駆動ローラ１０５には例えば１次転写ローラ１０３と同極性同電位の電圧印加を行い、転写材の搬送を待つ。
【００５６】
さらに該トナー像を転写するために別途必要な所定のタイミングで、給紙トレイ２００からは給紙ローラ１４０もしくは手差し給紙トレイ１２４からは給紙ローラ１２３により転写材を摘出する。摘出した転写材はレジローラ１２２でいったん停止して、中間転写体上への最終色の画像形成終了を待つ。
【００５７】
最終色の画像形成が終了後所望のタイミングでレジローラ１２２は転写材の再搬送を開始する。搬送された転写材は当接した２次転写ローラと中間転写体駆動ローラ１０５Ａで駆動されている中間転写体の間に搬送され、中間転写体上の多色多重トナー像は中間転写体駆動ローラ１０５Ａと２次転写ローラ１２０に印加されているバイアスの電位差のより転写材上へ転写させる。その後、転写後に中間転写体上に残留するトナーはクリーニングローラ１０７によって除去もしくは再チャージを行い、中間転写体上の残留トナーは再チャージにより感光ドラム１００へ戻り、感光ドラム１００に接触しているブレードにより回収される。ブレードで回収された残留トナーは、不図示の駆動で肺トナーエリア１０８へ蓄積される。また、クリーニングローラ１０７に付着した残留トナーは、別途所定のプロセスで後に感光ドラム１００に回収させる。
【００５８】
転写材への転写が終了した後、クリーニングローラ１０７と２次転写ローラ１２０は中間転写体駆動ローラ１０５Ａより離間させ、次の画像形成に備える。
【００５９】
なお、クリーニングされた感光ドラム１００は帯電ローラ１０２Ａにより再び観光ドラム１００の表面を所望の極性に均一に帯電させ、次の潜像形成及び現像工程に備える。また、残留トナーをクリーニングした中間転写体においても同様である。
【００６０】
一方、トナー像を転写させた転写材は搬送ベルト１２１から定着ローラ１２６で転写材へトナー像を定着させる。トナー像を定着した転写材は、上部排紙トレイ１２８もしくは下部排紙トレイ１２５へ排出される。
【００６１】
また、手差し給紙トレイ１２４はユーザの必要に応じ開閉でき、また転写材のサイズに応じてトレイ自体を伸縮させることが出来る。下部排紙トレイ１２５についても同様に排紙トレイのサブステイが伸縮可能である。また、上部排紙トレイも、転写材のサイズに応じて、不図示のストッパーガイドを伸縮することが可能である。また、濃度及びタイミングセンサ１３０は、本カラー画像形成装置に電源を入れる際のウォームアップ時もしくは所定タイミングで、各色トナー像の濃度制御を行うためのものである。また、タイミングについては不図示の中間転写体上の基準位置を反射もしくは透過の光学的手段で読み取り、画像形成を行う際の基準を検知する手段として用いる。本発明では、濃度及びタイミングセンサ１３０と１つのユニットとして記載しているが、各々別ユニットであっても無論かまわない。
【００６２】
以上が本発明に用いたカラー画像形成装置における印字工程の概要である。このカラー画像形成装置を用いると、非常に高精密で色彩の再現性の良いフルカラー画像が得られる。
【００６３】
なお、本発明以外の他の方式や複写機等の画像形成装置にも本発明を適用できることはいうまでもない。
【００６４】
現像器１５１は現像剤担持体としての現像ローラ１５２、現像ローラ１５２にトナーを供給する供給ローラ１５３、現像剤規制部材としての現像ブレード１５４、供給ローラ１５３側にトナーを搬送する不図示の撹拌部材からなる。
【００６５】
現像ローラ１５２は駆動装置としての不図示のモータにより回転可能である。現像ローラ１５２は感光ドラム１００表面に当接して現像を行う所謂接触現像であることから、現像ローラ１５２はゴム等の弾性を有することが望ましい。現像ローラ１５２には現像バイアス電源から例えば約−３００Ｖの電圧が供給される。感光ドラム１００上の被露光部電位と現像バイアス電源から供給される電位差により現像ローラ１５２上のトナーが感光ドラム１００上の被露光部に転移する。
【００６６】
現像ブレード１５４は金属薄板からなり、薄板のバネ弾性を利用して現像ローラ１５２に接触当接される。金属薄板の材質は、ステンレス鋼、リン青銅等が使用可能であるが、本発明においては、厚さ０．１ｍｍのリン青銅薄板を用いた。現像ブレード１５４と現像ローラ１５２の摺擦によりトナーは摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に層厚規制される。
【００６７】
図１は本発明に係るシーケンスを示す図である。図１はカラー画像を現像した場合を示したものである。
【００６８】
図１において、感光ドラム回転と現像ローラ回転は上に凸のときに回転駆動される。本実施例においては、感光ドラム１００と現像ローラ１５２が接離可能な状態であるため、感光ドラム１００の回転と現像ローラ１５２の回転は所望のタイミングで行われる。
【００６９】
図１において、不図示のパーソナルコンピュータ等からプリント出力の要請がされると、現像器保持体１５０、感光ドラム１００及び現像ローラ１５２の回転開始にともなって現像バイアス接点及びブレードバイアス接点へ約−３００Ｖの同電位がそれぞれ印加される。現像ローラ１５２等の回転開始当初は、まだ画像を描き出す前の準備回転の時間であり、非画像領域である。図１中に示す画像領域とは、転写紙Ｐの余白部を除いた部分にトナー像を形成するための各工程の時間をいう。また、非画像領域とは、画像領域を除き、かつ現像ローラが回転しているときをいう。すなわち、準備前回転、準備後回転、または、プリントとプリントの間に相当する所謂「紙間」である。
【００７０】
準備前回転が開始され、現像バイアス接点及びレードバイアス接点に約−３００Ｖの電圧が印加される際、印加時の電圧をオーバーシュートさせ各接点には約−８００Ｖ程度の電圧が一瞬、印加される。−８００Ｖが印加される時間は、本実施例においては５ｍｓｅｃとした。転写紙Ｐ上の非画像領域の時間である非画像形成時に、各接点に−８００Ｖを印加させ、後に図３で示す遅延回路５０により現像ローラ１５２と現像ブレード１５４には電位差を生じさせピーク電圧として４００Ｖ程度の電位差を発生させる。電圧遅延回路５０による各接点への遅延時間は本実施例では１００ｍｓ程度とした（尚図３中Ｄ１：２ＫＶ，０．１Ａ、Ｃ１：２２００ＰＦ，２ＫＶ、Ｒ１：１００ＭΩ，２ＫＶ品を用いたが、本発明はこれに固定されるものではない）。また、電圧をＯＦＦする際、前記電圧遅延回路５０によりＯＦＦにも遅延を発生させる。ＯＦＦ時の電圧遅延回路５０による各接点への遅延時間は本実施例ではＯＮ時と同様に１００ｍｓ程度とした。上記遅延回路５０による電位差の発生により、負帯電性の粒子（トナー及び外添剤にとって現像ブレード１５４側から現像ローラ側へ転移可能な電位差が供給されることになる。従って、現像ローラ１５２が回転開始直後に現像ブレード１５４に付着する（現像ローラ１５２と現像ブレード１５４当接部から固定端側：図３中、ａ部）負極性外添剤は現像ローラ１５２側へ転移されることになる。
【００７１】
現像ブレード１５４には電圧印加手段と電圧遅延回路によりＭＡＸ４００Ｖ程度の電位差が生じるが、電圧が一瞬印加された後は、各接点間の電位差はほぼ同電位の−３００Ｖとなり、１枚目の画像形成領域となり画像形成が行われる（画像形成時）。
【００７２】
この画像形成時は、現像ローラ１５２及び現像ブレード１５４は略同電位であるため、現像ローラ１５２の回転動作により現像ブレード１５４の当接部から固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が現像ブレードに付着することはない。
【００７３】
１色目の画像形成時が終了すると、次の画像形成との間の所謂「色間」といわれる領域になる。この色間において、上記と同様の電圧が印加され、１色目の画像形成中に現像ブレード１５４の当接部から固定端側付着した負極性外添剤は現像ローラ１５２側に転移することとなる。これは、現像ローラ１５２が回転している間に行われていることから、再び現像ブレード１５４側に負極性外添剤が戻ることはない。
【００７４】
そして、１色目の画像形成と同様に２色目の画像形成が行われる。画像形成時においては、前述同様に負極性外添剤が現像ブレードの当接部から自由端先端に付着堆積していく。
【００７５】
２色目の画像形成が終了し、次色の現像のための準備後回転になる。
【００７６】
上記動作を繰り返して順次画像形成を行う。即ち、図４で示すような各接点間に差分電位を上記動作により発生させ、現像ローラ１５２の回転開始直後及び停止直前時には、現像ローラ１５２の回転動作により現像ブレード１５４の当接部から固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。図４中の遅延発生部ｑは図１で示す斜線部ｑと同じタイミングである。そして画像形成終了後、回転動作が終了して、感光ドラム１００の回転が停止する。なお、図４中では最初の差分電位を発生させる際に、固定電位から現像スリーブローラへかかる電圧を落としているが、直前に絶対電位を上げてから後に電圧降下させ、より差分電位効果を発生させても無論よい。
【００７７】
このように、画像形成時に現像ブレード１５４の当接部から固定端側付着した負極性外添剤を、非画像形成時に現像ブレードと現像ローラ間に一瞬電位差をもうけて負極性外添剤を現像ローラに戻すことで、現像ブレードをリフレッシュすることが可能となる。その結果、現像ブレード当接部から固定端側に付着した負極性外添剤を堆積させることがないため、現像ブレードへのトナー融着を防止することが可能となる。
【００７８】
また、現像ブレードと現像ローラ間に一瞬電位差を設けるタイミングとして、非画像形成時としているのは、同電位から電位差を付けるようにした場合に、現像ローラ１５２上に規制されるトナー担持量が変化してしまい、画像上では濃度の段差が発生するためである。また非画像領域の像担持体上にトナーが転移してしまう恐れもある。そのため本実施例では、感光ドラム１００と現像ローラ１５２が非接触状態のときのみ本実施手段を行うことを特徴としている。
【００７９】
さらに、現像ブレードと現像ローラ間に一瞬電位差をもうける時間は毎回行う必要はなく、例えば画像形成前の準備前回転時に行う、準備後回転時のみ行う等、適宜行うことも可能である。
【００８０】
しかしながら図１０で示すように単色連続印字中のシーケンスで市場のニーズに応じて印字速度のアップ（例えば１６ｐｐｍ→２０ｐｐｍ等）を図る際には紙間と呼ばれる時間が少なくなる。そのため、本実施例の手段を行うための感光ドラム１００と現像ローラ１５２が非接触状態にさせる時間が不十分になる。従って図１０で示すように非接触状態での差分電位発生は１回が限度となる場合もある。この状態が恒久的に続くと、本発明が懸念する問題が発生する可能性が高くなる。また発生条件としては現像器内のトナー残量に応じた外添材比率に比例関係があるため、現像器内のトナー残量が少なくなってきた場合には図１１で示すシーケンスにより発生すると考えられる融着の問題を回避する。
【００８１】
まず、Ｓ１００で印字が開始されるとＳ１０１でフルカラー印字かモノカラー印字の判別を行う。
【００８２】
フルカラー印字の場合には通常速度印字モードＳ１０３へ移行する。モノカラー印字の場合にはシーケンスＳ１０２へ移行し、現像器寿命が所望の耐久レベルを超えているかを判断する。
【００８３】
前記の耐久レベルを超えている場合は、フルカラーと同様の通常紙間印字モードＳ１０３へ移行し、耐久レベルに達していなければシーケンスＳ１０４の紙間ショート印字モードで印字を行う。しかしながら、Ｓ１０４の紙間ショート印字モードは画像形成のプロセススピードを上げるのではなく、紙間を詰めることによるプリント枚数の向上である。Ｓ１０４のモード時には紙間が短いので図１０のように現像ブレードをリフレッシュさせるためのバイアス印加は１回のみのシーケンスＳ１０５となる。Ｓ１０３のモードの場合は図４で示す図のとおり前記と同様のバイアス印加は２回になるシーケンスＳ１０６へ移行する。シーケンスＳ１０５もしくはＳ１０６に至った後、現在の画像形成が終了か継続かを判断し、継続の場合はシーケンスＳ１０１へ戻り引き続き画像の形成を行い、終了の場合は画像形成終了シーケンスＳ１１０へ移行する。
【００８４】
本実施例では、現像ブレードと現像ローラ間に一瞬電位差をもうける時間を１００ｍｓｅｃ程度としているが、これにこだわるものではない。但し、現像ブレードをリフレッシュするためには５ｍｓｅｃ以上が必要である。印加時間の上限はないが、印加時間が長くなるとプリントスピードの低下につながることから、上限は数秒程度で十分である。
【００８５】
また、本実施例においては１００ｍｓｅｃの電位差時間は電圧印加時とＯＦＦ時の２回のみであるが、例えば準備前回転中に複数回の電位差をもうけることも可能である。
【００８６】
［トナー］
本発明に係る一成分現像用トナーは透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いたトナー粒子の断層面観察において、ワックス成分が結着樹脂と相溶しない状態で、実質的に球状及び／又は紡錘形で島状に分散されていることが好ましい。ワックス成分を上記の如く分散させ、トナー中に内包化させることによりトナーの劣化や画像形成装置への汚染等を防止することができるので、良好な帯電性が維持され、ドット再現に優れたトナー画像を長期にわたって形成し得ることが可能となる。また、加熱時にはワックス成分が効率よく作用するため、低温定着性と耐オフセット性を満足なものとする。
【００８７】
本発明においてトナー粒子の断層面を観察する具体的な方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分分散させた後温度４０℃の雰囲気中で２日間硬化させ得られた効果物を四三酸化ルテニウム、必要により四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプルを切り出し透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いトナー粒子の断層形態を観察する。本発明においては、用いるワックス成分と外殻を構成する樹脂との若干の結晶化度の違いを利用して材料間のコントラストを付けるため四三酸化ルテニウム染色法を用いることが好ましい。代表的な一例を図５に示す。本発明の実施例で用いられたトナー粒子は、ワックス成分が外殻樹脂で内包化されていることが観測された。
【００８８】
本発明に係るワックス成分は、示差走査熱量計により測定されるＤＳＣ曲線において、昇温時に４０〜１３０℃の領域に最大吸熱ピークを有するものが用いられる。上記温度領域に最大吸熱ピークを有することにより低温定着に大きく貢献しつつ、離型性をも効果的に発現する。該最大吸熱ピークが４０℃未満であるとワックス成分の自己凝集力が弱くなり、結果として耐高温オフセット性が悪化すると共に、グロスが高くなりすぎる。一方、該最大吸熱ピークが１３０℃を越えると定着温度が高くなると共に、定着画像表面を適度に平滑化せしめることが困難となるため、特にカラートナーに用いた場合には混色性低下の点から好ましくない。更に、水系媒体中で造粒・重合を行い重合方法により直接トナーを得る場合、該最大吸熱ピーク温度が高いと主に造粒中にワックス成分が析出する等の問題を生じ好ましくない。
【００８９】
ワックス成分の最大吸熱ピーク温度の測定は、「ＡＳＴＭ  Ｄ  ３４１８−８」に準じて行う。測定には、例えば、パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７を用いる。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。測定サンプルにはアルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、１回昇温−降温させ前履歴をとった後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定を行う。
【００９０】
上記ワックス成分としては、具体的にはパラフィンワックス，ポリオレフィンワックス，フィッシャートロピッシュワックス，アミドワックス，高級脂肪酸，エステルワックス及びこれらの誘導体又はこれらのグラフト／ブロック化合物等が利用できる。
【００９１】
本発明に係るトナーは、画像解析装置で測定した形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であることが好ましく、形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１４０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０であれば更に好ましい。また、上記の条件を満たし、かつ、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値を１．０以下とすることにより、トナーの諸特性のみならず、画像解析装置とのマッチングがきわめて良好なものとなる。
【００９２】
本発明に用いられる形状係数を示すＳＦ−１、ＳＦ−２とは、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い倍率５００倍に拡大したトナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行い下式より算出し得られた値を本発明に於いては形状係数ＳＦ−１，ＳＦ−２と定義した。
【００９３】
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００
ＡＲＥＡ：トナー投影面積、  ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＰＥＲＩ：周長
トナーの形状係数ＳＦ−１はトナー粒子の丸さの度合を示し、球形から徐々に不定形となる。ＳＦ−２はトナー粒子の凹凸度合を示し、トナー表面の凹凸が顕著となる。
【００９４】
前述の形状係数ＳＦ−１が１６０を越える場合には、転がり抵抗が低くなるためトルクが増大する。また、摩擦が大きくなるため、摩擦熱が大きくなり熱劣化を起こしやすい。
【００９５】
トナー像の転写効率を高めるためには、トナー粒子の形状係数ＳＦ−２は、１００〜１４０であり、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０以下であるのがよい。トナー粒子の形状係数ＳＦ−２が１４０より大きく、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０を超える場合、トナー粒子の表面がなめらかではなく、多数の凹凸をトナー粒子が有しており、感光ドラムから転写紙等への転写効率が低下する傾向にある。
【００９６】
特に、形状係数ＳＦ−１が１６０以下、形状係数ＳＦ−２が１４０とすることで、現像ブレードと現像スリーブに電位差を設けた場合に、トナーが現像ブレードから離間しやすくなり、ブレード融着防止には有効である。
【００９７】
さらには、本発明で使用するトナー粒子としては、トナー粒子表面が外添剤で被覆された物を用い、トナーが所望の帯電量が付与されるようにすることが好ましい。
【００９８】
その意味で、トナー表面の外添剤被覆率が、５〜９９％さらに好ましくは、１０〜９９％であることが好ましい。
【００９９】
トナー表面の外添剤被覆率は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いトナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入する。得られる画像情報は、トナー粒子表面部分と外添剤部分との明度が異なるため、２値化して、外添剤部分の面積ＳＧとトナー粒子部分の面積（外添剤部分の面積も含む）ＳＴに分けて求め、下記式により算出する。
外添剤被覆率（％）＝（ＳＧ／ＳＴ）×１００
【０１００】
本発明に使用される外添剤としては、トナーに添加した時の耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の１／１０以下の粒径であることが好ましい。この添加剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。外添剤としては、例えば、以下のようなものが用いられる。
【０１０１】
金属酸化物（酸化アルミニウム，酸化チタン，チタン酸ストロンチウム，酸化セリウム，酸化マグネシウム，酸化クロム，酸化錫，酸化亜鉛，など）・窒化物（窒化ケイ素など）・炭化物（炭化ケイ素など）金属塩（硫酸カルシウム，硫酸バリウム，炭酸カルシウムなど）・脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛，ステアリン酸カルシウムなど）・カーボンブラック・シリカなど。
【０１０２】
本発明においては、トナー粒子中（１００重量部）に補助粒子を外添した。外添した補助粒子は負極性外添剤としてシリカを１重量部、正極性外添剤として酸化チタン０．１重量部を加えた。特に、正極性外添剤を加えた場合には、トナーの流動性の調節、安定したトナーへの帯電性付与が可能である。従来例にあっては、現像ブレードの自由端先端に正極性外添剤が付着してしまうため、使用することができなかったが、本発明においては、正極性外添剤は画像形成動作中に現像ローラやトナーとの摺擦により現像ブレードの自由端先端から剥ぎ取られるため、画像に影響を及ぼすことがない。
【０１０３】
これら外添剤は、トナー粒子１００重量部に対し、０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましくは、０．０５〜５重量部が用いられる。これら外添剤は、単独で用いても、又、複数併用しても良い。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。
【０１０４】
外添剤の添加量が０．０１重量部未満の場合には、一成分系現像剤の流動性が悪化し、転写及び現像の効率が低下してしまい、画像の濃度ムラや画像部周辺にトナーが飛び散ってしまう、所謂飛び散りが発生する。
【０１０５】
一方、外添剤の量が１０重量部を越える場合には、過多な外添剤が感光ドラムや現像ローラに付着してトナーへの帯電性を悪化させたり、画像を乱したりする。
【０１０６】
以上述べたように、現像ローラが回転中の現像ローラと現像ブレードの電位関係が、画像形成時は各々が略同電位であり、非画像形成時の一部においては電位差を有すると同時に、該電位差を作用させる各電位は現像ローラより現像ブレードのほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きくすることで、現像ブレードへのトナー外添剤の付着を防止し、さらに画像濃度不良及び縦スジを防止することが可能となる。また、電位差発生のために別の電圧印加手段を設けることなく安価な電圧遅延回路により構成することで、無用のコストアップを抑えることが出来た。
【０１０７】
［第２の実施例］
以下、第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成は、第１の実施形態で示した画像形成装置の概略構成と同様であるから図２に代えて説明を省略する。また、前記実施例と同一部位については同一の番号を付して説明を省略する。
【０１０８】
図６は本実施形態に係る概略図である。
【０１０９】
図６中にあるように、前記実施形態で説明した電圧遅延回路５０内にＲ２（本実施例では１００ＭΩを用いた）を追加することで、現像ローラ１５２と導電性の金属である現像ブレード１５４間のトナー層との静電容量、及び電気的負荷については同一環境下ではおおむね一定範囲内に収まることが確認されているが、種々の環境下においては上記の範囲には必ずしも収まらないことも分かっている。特に高温高湿環境下、もしくは低温低湿環境下においては上記負荷特性は著しく異なる。
【０１１０】
そのため、本実施形態ではＤ１のカソード−アノード間、即ち現像ローラ１５２と現像ブレード１５４の接点間にＲ２の抵抗を設置することにより、上記を含む種々の環境下においても、現像ローラ１５２と現像ブレード１５４間の負荷特性を一定に抑えることが出来る。さらに、電圧波形における影響はないため、図４と同等である。そのため、前記実施形態１と同様の電圧印加を行うことが出来るので、同様の効果を得ることが出来る。
【０１１１】
また本実施例においても実施例１で説明した現像器寿命に応じて、現像ブレードへのリフレッシュバイアス印加を制御することにより（図１１を参照）、モノカラーモードにおいて印字スピード面及び信頼性の向上を果たすことが可能となった。
【０１１２】
以上述べたように、現像ローラが回転中の現像ローラと現像ブレードの電位関係が、画像形成時は各々が略同電位であり、非画像形成時の一部においては電位差を有すると同時に、該電位差を作用させる各電位は現像ローラより現像ブレードのほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きくし、かつ環境変動に対して負荷変動特性を強くすることで、環境変動に対しても安定して現像ブレードへのトナー外添剤の付着を防止し、さらに画像濃度不良及び縦スジを防止することが可能となる。
【０１１３】
なお、本実施形態では抵抗を用いて説明を行ったが、抵抗に相当する導電材等を用いても同様の効果がえられることはいうまでもない。
【０１１４】
［第３の実施例］
次に、第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成は、第１の実施形態で示した画像形成装置の概略構成と同様であるから図２に代えて説明を省略する。また、前記実施例と同一部位については同一の番号を付して説明を省略する。
【０１１５】
図７は本実施形態に係る概略図である。
【０１１６】
図７中にあるように、前記実施形態２で説明した電圧遅延回路５０内にＺＤ１（本実施例では８００Ｖを用いた）を追加することで、電圧印加時のオーバーシュート電圧は電圧を生成する（例えば不図示のトランス）電圧印加手段のバラツキによって異なることが考えられる。そのため、ツェナーダイオードＺＤ１を用いることで、オーバーシュート電圧を所望の電圧範囲内に収めることができる。また、前記実施形態２で用いたＲ２を設置することで、前記実施形態２と同等の効果を得ることが出来る。
【０１１７】
以上述べたように、現像ローラが回転中の現像ローラと現像ブレード間に電圧を印加する際に発生させるオーバーシュート電圧を抑制することで、電圧印加手段のバラツキを一定に保ち、さらに、現像ローラが回転中の現像ローラと現像ブレードの電位関係が、画像形成時は各々が略同電位であり、非画像形成時の一部においては電位差を有すると同時に、該電位差を作用させる各電位は現像ローラより現像ブレードのほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きくし、かつ環境変動に対して負荷変動特性を強くすることで、環境変動に対しても安定して現像ブレードへのトナー外添剤の付着を防止し、さらに画像濃度不良及び縦スジを防止することが可能となる。
【０１１８】
また本実施例においても実施例１で説明した現像器寿命に応じて、現像ブレードへのリフレッシュバイアス印加を制御することにより（図１１を参照）、モノカラーモードにおいて印字スピード面及び信頼性の向上を果たすことが可能となった。
【０１１９】
なお、本実施形態ではＲ２を設置している状態について説明したが、Ｒ２がない場合においてもツェナーダイオードＺＤ１の効果は同様であることはいうまでもない。
【０１２０】
（比較例１）
実施例１の画像形成装置において、比較例として画像形成中及び非画像形成中を全て現像ローラと現像ブレードの印加バイアスを同電位（−３００Ｖ）とした。
【０１２１】
（比較例２）
実施例１の画像形成装置において、比較例として画像形成中及び非画像形成中を全て現像ローラ（−３００Ｖ）と現像ブレード（−４００Ｖ）として電位差を設けた。
【０１２２】
（結果）
実施例及び比較例について、通常環境で約２０００枚、所定印字率のパターンを出力した場合に、画像濃度薄及び縦スジの発生を評価した。評価は５００枚ごとにべた画像と中間調画像を出力して行った。
【０１２３】
評価は画像不良がない場合を○、濃度薄及び縦スジがそれぞれ発生した場合を×とした。
【０１２４】
その結果を下表に示す。この結果、本発明における実施例においては、現像ブレードへのトナー融着に対して有効であった。
【０１２５】
【表１】
2005326538.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第１実施例に係るシーケンスを説明するための図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る現像器及び周辺回路の概略構成図である。
【図４】本発明の第１実施例でバイアス印加シーケンスを説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施例に用いたトナー構造を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る現像器及び周辺回路の概略構成図である。
【図７】本発明の第３実施例に係る現像器及び周辺回路の概略構成図である。
【図８】従来例に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図９】従来例に係る現像器を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第１実施例でモノカラーモードでのバイアス印加シーケンスを説明するための図である。
【図１１】本発明の第１実施例に係るシーケンスを説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００  感光ドラム
１０１  光学ユニット
１０２  帯電ローラ
１０３  一次転写ローラ
１０４  中間転写体テンションローラ
１０５  中間転写体駆動ローラ
１０７  中間転写体クリーニングローラ
１２０  ２次転写ローラ
１２１  搬送ベルト
１２４  手差し給紙トレイ
１２５  排紙トレイ
１２６  定着ユニット
１２８  上部排紙トレイ
１３０  濃度及びタイミングセンサ
１３１  回転式現像器基準位置検知センサ
１５０  回転式現像器保持体
１５１ａ〜ｄ  ４つの現像手段
１５２  現像ローラ
１５４  現像ブレード
１６１  回転現像器保持体駆動手段
１６２  排紙ローラ
２００  給紙トレイ
【図１】
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【図２】
2005326538.tif 000005
【図３】
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【図４】
2005326538.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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